移動通信網(wǎng)絡所用功率放大器的一個關(guān)鍵性能參數(shù)為非線性失真,。但過度的非線性失真會使誤碼率( BER)提高,,導致移動通信網(wǎng)絡中所傳輸?shù)恼Z音及數(shù)據(jù)信號質(zhì)量下降。幸運的是,,該矢量信號分析儀不僅可以用于精確地檢測矢量及標量的調(diào)制誤差,,如誤差向量幅度( EVM)特性,,還可用于評估放大器及系統(tǒng)失真特性。因分析儀進行有效測量時亦無需任何特殊檢測環(huán)境或檢測信號,,該分析儀可在移動通信網(wǎng)絡正常運行的情況下分析來自基站的沖擊信號,。
通常依賴量程可調(diào)的伏特計或頻譜分析儀,采用雙音或多音方法1來確定被測器件(DUT)的壓縮點,。網(wǎng)絡分析儀采用功率掃描作類似分析,。這兩種方法中所用的信號皆為測試信號或是僅僅優(yōu)化用于頻譜帶寬或統(tǒng)計分布的信號,并非實際工作環(huán)境下的信號,。
可以利用矢量信號分析儀來測量標量,、矢量調(diào)制參數(shù)及數(shù)字調(diào)制移動無線信號的調(diào)制誤差。按現(xiàn)代的理念,,因在常規(guī)的測量過程中已收集了所有必要的數(shù)據(jù),,這些設備也應可以測量及評估線性誤差。實際上,,只需要一套標準的測試設備,,并不需要附加的測量設備或特殊測試信號。
圖1所示為一組典型的,、使用矢量信號分析儀進行測量的測試配置,。帶同相、正交調(diào)制能力的信號發(fā)生器產(chǎn)生一個RF移動無線信號,,并將其送至被測器件(DUT,,如移動通信輸出放大器)的輸入端。放大器的輸出端通過衰減器(避免儀器工作范圍外的高壓)與矢量信號分析儀(如Rohde&Schwarz公司的FSQ-K70)輸入端相連,。甚至可用這一組設備直接測量基站的RF輸出信號,。
圖2為矢量信號分析儀的框圖。經(jīng)數(shù)字調(diào)制的RF輸入信號通過RF及中頻級(模塊1,、2)前往模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端(模塊數(shù)字信號處理器 DSP對基帶信號解調(diào)至位級(圖2中模塊7),,并產(chǎn)生一個與非失真發(fā)射信號相應的基準信號。信號分析儀僅需了解調(diào)制結(jié)構(gòu)及適當濾波(模塊8),。在對中心頻率偏移,、相位及符號定時(圖2,同步模塊9)校準后,被測信號的幅度和相位與基準信號相適應,,以取得EVM的均方根值( RMS),。在最后一級中,將被測信號與參考信號進行比較(圖2模塊11),。在此時對典型調(diào)制誤差(如與時間對應的幅度誤差,,與時間對應的相位誤差)進行計算。這些信號用于表示矢量及星座圖或用于在以后計算失真特性,。
圖3(a)所示為經(jīng)上升余弦濾波的未失真的16態(tài)正交振幅調(diào)制信號的理想星座圖,。圖3(b)所示為純幅度失真放大器的輸出信號。兩圖中都標識了復雜基帶信號的矢量圖,。實際的星座點(圖3(b))在其理想位置的附近,。柵格的曲率一定程度上表示了非線性、基于幅度調(diào)制的幅度失真,。圖3 (c)所示為幅度-時間特性,。理想信號為藍色曲線,實際信號為紅色曲線,。為便于識別,,用正方形或圓標識符號時間。該理想信號的三個幅度等級用R1至R3的水平線表示,,而測量信號則用D1至D3的水平線表示,。
盡管理想信號與實際信號在低電平段其本相吻合,但隨著電平的增大,,偏離加大,。若用x/y坐標來表示各電平上的失真信號取樣與其對應的理想信號取樣,則所得結(jié)果便為調(diào)制?振幅特性,。為了更好地判定,,該電平段也可以表示為直線。特性曲線與對數(shù)線(線性增益)的偏離,,即為放大器非線性失真的量度[見Figs.3(a)及3(b)],。